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双层高架桥因其具有空间利用率高、可以实现交通的分流和扩容等特点,在我国桥梁工程中已经得到越来越多的应用。然而历次震害经验表明,基于传统延性设计理论的双层排架墩在地震损伤控制的要求中存在先天缺陷,更无法满足交通大动脉震后功能快速恢复的要求。在桥梁抗震向地震损伤控制和震后功能恢复设计方向发展的背景下,摇摆-自复位(RockingSelf-Centering,RSC)桥墩在桥梁工程设计中受到了广泛关注。它在满足常规抗震需求的同时,能够提供较好的震后恢复能力,且极其适用于预制拼装的施工方式,极大的限制了施工带来的不利影响。本文采用OpenSees有限元软件,提出了上层为摇摆-自复位结构、下层为承插式连接的新型装配式摇摆-自复位双层桥梁排架墩体系,建立并验证该结构的数值分析模型,揭示了其在近断层地震动作用下的抗震性能。主要研究工作如下:(1)归纳总结了国内和国外研究人员针对RSC结构体系所进行的理论与数值分析、试验研究、工程应用等研究现状。在此基础上,找出其中的不足之处,提出本文的研究目的和研究内容。(2)讨论了 RSC桥墩地震反应的数值建模方法。通过对摇摆接缝处分别采用3种不同的模拟方法,建立了3种不同的数值分析模型。并结合4个悬臂式单柱墩和1个双柱墩的拟静力加载试验结果,以各桥墩的滞回曲线、接缝处受压区高度、预应力筋应力和摇摆变形比例为依据,讨论了各模型的模拟精度,给出了明确的建模方法。(3)探讨了 RSC双层桥梁排架墩的合理抗震设计优化方法。结合外置角钢分别设计了仅上层摇摆、仅下层摇摆以及双层均摇摆的3种RSC双层排架墩。建立各排架墩的数值分析模型,在验证模型准确的基础上,对各模型输入近断层地震动记录,并以普通钢筋混凝土双层排架墩作为对比,对比分析了各双层桥梁排架墩的地震反应,揭示了新型RSC双层桥梁排架墩的抗震性能。(4)提出了基于RSC体系的双层桥梁排架墩地震损伤控制设计方法。整理了国内外学者完成的34根RSC墩柱拟静力及振动台试验结果,给出RSC双层排架墩中关键构件的参数设计建议,即无粘结预应力筋配筋率不超过0.4%、初始张拉率不超过40%;外置角钢耗能应不少于摇摆接缝处截断纵筋耗能的15%即可。以洛塘河双层高架桥中某典型非规则双层排架墩为原型,建立精细化数值分析模型,通过动力时程分析验证了设计方法的有效性。